目錄
- 1. 產品概述
- 2. 生命週期與修訂管理
- 2.1 生命週期階段定義
- 2.2 修訂控制
- 2.3 發佈與有效性資訊
- 3. 技術參數與規格
- 3.1 絕對最大額定值
- 3.2 電光特性
- 3.3 熱特性
- 4. 分級系統說明
- 4.1 波長 / 色溫分級
- 4.2 光通量 / 光強度分級
- 4.3 順向電壓分級
- 5. 性能曲線分析
- 5.1 電流對電壓 (I-V) 特性曲線
- 5.2 溫度依存性
- 5.3 光譜功率分佈
- 6. 機械與封裝資訊
- 7. 焊接與組裝指南
- 7.1 迴流焊溫度曲線
- 7.2 注意事項
- 7.3 儲存條件
- 8. 包裝與訂購資訊
- 8.1 包裝規格
- 8.2 標籤與料號編碼
- 9. 應用備註與設計考量
- 9.1 典型應用電路
- 9.2 熱管理設計
- 9.3 光學設計考量
- 10. 技術比較與差異化
- 11. 常見問題 (FAQ)
- 12. 實際應用案例
- 13. 運作原理
- 14. 技術趨勢
1. 產品概述
本技術文件提供特定LED元件生命週期管理與修訂歷史的完整資訊。核心重點在於已建立的修訂控制，確保元件規格隨時間推移的可追溯性與一致性。本文件是參與使用此元件之產品設計、採購與製造的工程師、採購專員與品質保證人員的權威參考。其主要優勢在於提供清晰、版本受控的數據，這對於在長期生產週期中維持產品品質、可靠性與合規性至關重要。
本文件的目標市場包括需要穩定、長生命週期電子元件的產業，例如汽車照明、工業控制系統、標誌與一般照明應用，這些領域對一致的性能與供應鏈穩定性至關重要。
2. 生命週期與修訂管理
2.1 生命週期階段定義
該元件目前處於修訂階段。這表示產品設計與規格已最終確定，發佈用於生產，並現在受到受控變更的約束。修訂階段通常緊接在初始設計發佈之後，並在任何潛在的停產或淘汰階段之前。它標誌著一個成熟、穩定且可用於批量生產的產品。
2.2 修訂控制
本元件文件化的修訂等級為修訂版 2。此數值識別碼對於追蹤產品規格、材料或製造流程的變更至關重要。每次修訂遞增都意味著已實施並記錄了正式的變更。工程師必須確保他們使用的是正確修訂版的規格書與元件，以保證其設計符合經過測試與認證的性能參數。
2.3 發佈與有效性資訊
本文件修訂版 2 的正式發佈日期為2014-12-05 13:11:36.0。此時間戳記提供了這套特定規格生效的精確參考點。此外，文件指定了有效期限：永久。這是一個不尋常但關鍵的標註，表示此修訂版的規格書沒有預定的到期日。它將無限期保持為有效參考，直到後續修訂版（例如修訂版 3）正式發佈並取代它為止。此永久狀態強調了該元件在市場上預期的長壽命與穩定性。
3. 技術參數與規格
雖然提供的PDF片段聚焦於管理數據，但一份完整的LED元件技術規格書將包含以下章節。具體數值與細節將由特定的修訂版 2 規格定義。
3.1 絕對最大額定值
這些參數定義了可能導致元件永久損壞的應力極限。它們不適用於正常操作。
- 逆向電壓 (VRR
- )：施加於LED端子間逆向方向的最大允許電壓。F順向電流 (I
- FFP)：允許的最大連續順向電流。
- 峰值順向電流 (IDFP
- )：允許的最大突波或脈衝順向電流，通常指定工作週期與脈衝寬度。功率耗散 (PD
- )：元件可耗散的最大功率，通常在特定環境溫度下計算。操作溫度範圍 (Topr
- )：元件可安全操作的環境溫度範圍。
儲存溫度範圍 (T
stgF)：元件在未通電情況下可安全儲存的溫度範圍。a焊接溫度：元件在焊接過程（例如迴流焊或波峰焊）中可承受的最高溫度與持續時間。
- 3.2 電光特性F這些參數在指定的測試條件下測量（除非另有說明，通常為 IFFF=20mA, TFa
- =25°C），並定義了LED的核心性能。V順向電壓 (VvF
- )：當施加指定的順向電流時，LED兩端的電壓降。通常會分級為範圍（例如 VDF
- 1, VF2, V
F
- 3）。光強度 (Iv
) 或光通量 (Φ
v
)：光輸出。對於指示燈LED，通常以特定視角下的毫燭光 (mcd) 給出。對於照明LED，則以流明 (lm) 給出。此參數通常會進行嚴格分級。
主波長 (λ
D
) 或色度座標 (CIE x, y)：定義LED的感知顏色。對於白光LED，會指定相關色溫（CCT，單位為開爾文，例如 3000K, 5000K）與演色性指數（CRI, Ra），兩者均需分級。
視角 (2θ
1/2
)：光強度為0度測量峰值強度一半時的角度範圍。
3.3 熱特性
熱阻，接面到環境 (RFθJAF)：衡量封裝將熱量從LED接面傳遞到周圍環境的效率。數值越低表示熱性能越好，這對於維持光輸出與壽命至關重要。
4. 分級系統說明
由於半導體製造的固有變異性，LED會根據關鍵參數進行分類（分級），以確保生產批次內的一致性。修訂版 2 中定義的分級標準對於設計至關重要。
4.1 波長 / 色溫分級
LED被分組到特定的波長範圍（針對彩色LED）或CCT範圍（針對白光LED）。例如，白光LED可能被分級為 5000K ± 200K。設計師必須選擇適當的分級，以滿足其應用對顏色一致性的要求。
4.2 光通量 / 光強度分級
LED根據其在標準測試電流下的光輸出進行分類。這使設計師能夠選擇亮度等級，並確保LED陣列中的均勻性。
- 4.3 順向電壓分級
- LED根據其順向電壓降進行分組。這對於設計高效的驅動電路以及確保多個LED並聯連接時電流分佈一致至關重要。
- 5. 性能曲線分析
- 5.1 電流對電壓 (I-V) 特性曲線
此圖表顯示了順向電流 (I
F
) 與順向電壓 (V
F
- ) 之間的關係。它是非線性的，呈現一個閾值電壓（開始導通之處），之後電流隨著電壓的微小增加而迅速增加。由於此特性，驅動器必須是電流調節型，而非電壓調節型。
- 5.2 溫度依存性
- 圖表通常顯示順向電壓如何隨著接面溫度升高而降低，同時光通量也隨著溫度上升而減少。適當的熱管理對於維持性能與壽命至關重要。
- 5.3 光譜功率分佈
對於白光LED，此曲線顯示了整個可見光譜的相對強度。它有助於理解CCT與CRI。可以觀察到來自藍光激發LED與螢光粉轉換的峰值存在與大小。
6. 機械與封裝資訊
提供帶有公差的詳細尺寸圖（俯視圖、側視圖、底視圖）。關鍵要素包括：
封裝總體尺寸（長、寬、高）。
用於PCB焊盤設計的焊盤佈局與尺寸。
極性識別標記（通常是陰極指示器，例如缺口、綠點或較短的引腳）。
推薦的PCB焊盤圖形與鋼網設計。
7. 焊接與組裝指南
7.1 迴流焊溫度曲線
提供推薦的溫度對時間曲線，包括預熱區、保溫區、迴流區（峰值溫度）與冷卻區。最高峰值溫度（例如 260°C）與液相線以上時間是防止LED封裝或內部晶片貼合熱損壞的關鍵參數。
7.2 注意事項
避免對LED透鏡施加機械應力。
在操作過程中採取靜電防護措施。
焊接後請勿使用超音波清洗器清潔，以免損壞封裝。
確保PCB清潔且無離子污染。
7.3 儲存條件
元件應儲存在乾燥、惰性的環境中（通常 <40°C 且相對濕度 <60%）。如果濕度敏感元件暴露在環境空氣中超過其車間壽命，則必須在迴流焊前進行烘烤，以防止爆米花現象（焊接過程中因蒸氣壓力導致封裝破裂）。
8. 包裝與訂購資訊
8.1 包裝規格
描述載帶與捲盤規格（載帶寬度、口袋間距、捲盤直徑、每捲數量）或其他包裝方法（例如管裝、托盤裝）。
8.2 標籤與料號編碼
解釋包裝標籤上印刷的資訊，包括料號、修訂代碼、數量、日期代碼與批號。料號結構本身編碼了關鍵屬性，如顏色、亮度分級、電壓分級與封裝類型。
9. 應用備註與設計考量
9.1 典型應用電路
基本LED驅動的電路圖，通常針對低功率應用使用串聯限流電阻，或針對高功率或精密應用使用恆流驅動器（線性或開關式）。討論了串聯/並聯連接的考量。
9.2 熱管理設計
對高功率LED至關重要。提供PCB佈局（使用熱通孔、大銅墊）、散熱以及根據驅動電流、環境溫度與熱阻計算預期接面溫度的指導。
9.3 光學設計考量
關於視角、用於光束整形的透鏡設計以及與二次光學元件或導光管潛在相互作用的備註。
10. 技術比較與差異化
雖然標準規格書中不會直接比較競爭對手，但文件中指定的參數（例如高光效、低熱阻、嚴格的顏色分級、穩健的ESD等級）隱含地定義了其競爭優勢。修訂版 2 的永久有效期限本身就是一個重要的差異化因素，表明了長期的穩定性與供應承諾。
11. 常見問題 (FAQ)
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 為什麼重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出的光通量，越高越節能。 | 直接決定燈具的能效等級與電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出的總光量，俗稱"亮度"。 | 決定燈具夠不夠亮。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光強降至一半時的角度，決定光束寬窄。 | 影響光照範圍與均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），如2700K/6500K | 光的顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色的能力，Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性，用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差（SDCM） | 麥克亞當橢圓步數，如"5-step" | 顏色一致性的量化指標，步數越小顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色無差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（奈米），如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應的波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED的色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。 | 影響顯色性與顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓（Forward Voltage） | Vf | LED點亮所需的最小電壓，類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流（Forward Current） | If | 使LED正常發光的電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度與壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受的峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度與佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向電壓，超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 熱量從晶片傳到焊點的阻力，值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計，否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受（ESD Immunity） | V（HBM），如1000V | 抗靜電打擊能力，值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED晶片內部的實際工作溫度。 | 每降低10°C，壽命可能延長一倍；過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小時） | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED的"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度的百分比。 | 表徵長期使用後的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色的變化程度。 | 影響照明場景的顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致的封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 晶片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 晶片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、矽酸鹽、氮化物 | 覆蓋在藍光晶片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面的光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度與配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼如 2G、2H | 按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配，提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組，確保顏色落在極小範圍內。 | 保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組，每組有對應的坐標範圍。 | 滿足不同場景的色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 在恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命（結合TM-21）。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認的測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（如鉛、汞）。 | 進入國際市場的准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品的能效與性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |